Чтение онлайн

Необходимые уровни напряжения в сети не всегда можно обеспечить с помощью только одних трансформаторов и АТ со встроенным регулированием напряжения. В тех случаях, когда электроснабжение осуществляется одновременно от обмоток АТ СН и НН, бывает необходимо осуществлять регулирование напряжения в сетях обоих напряжений. Для этой цели служат линейные регулировочные агрегаты. Их установка также позволяет осуществить регулирование без замены ранее установленных нерегулируемых трансформаторов (см. табл. 5.29).

Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных условиях места установки и охлаждающей среды, определяемых соответствующим стандартом или техническими условиями.

Допустимым режимом нагрузки называется режим продолжительной нагрузки трансформатора, при котором расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превышает износа, соответствующего номинальному режиму работы. Перегрузочным считается такой режим, при котором расчетный износ изоляции превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Стандартами установлены предельно допустимые температуры трансформаторов. Они основаны на длительном опыте эксплуатации трансформаторов и предусматривают непрерывную работу трансформатора при его номинальной мощности и предписанных окружающих условиях в течение установленного срока службы (20–25 лет).

Основанием для ограниченных во времени нагрузок работы трансформатора, в том числе и выше номинальной, является неполная нагрузка трансформатора в период, предшествующий допустимой нагрузке, и пониженная температура охлаждающей среды (воздуха или воды).

ГОСТ 14209—97 (МЭК 354—91) «Нагрузочная способность трансформаторов (и автотрансформаторов)» (далее — стандарт) и технические условия (ТУ) на трансформаторы и АТ содержат рекомендации о предельных допустимых нагрузках.

Так, в указанном стандарте приведены допустимые аварийные перегрузки для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно в зависимости от предшествующей нагрузки и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки. Для предшествующей нагрузки не более 0,8 номинального значения мощности трансформатора и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 0 и 20 °C для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно допустимые аварийные перегрузки трансформаторов характеризуются данными табл. 5.12.

Таблица 5.12

В соответствии с ТУ № 3411-001-498-90-270-2005, согласованными с ФСК ЕЭС России, АТ в зависимости от предшествующей нагрузки 0,7 номинального значения мощности и температуры охлаждающего воздуха во время перегрузки t = 25 °C допускают следующие кратности и длительности аварийных перегрузок:

1.0 ч — 1,4;

2.0 ч — 1,3;

4.0 ч — 1,2.

Классификация трансформаторов отечественного производства по габаритам приведена в табл. 5.13.

Таблица 5.13

Окончание табл. 5.13

Мощности и напряжения КЗ трансформаторов и АТ 220–750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60–70 гг. прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях централизованного планирования.

Следует отметить, что в зарубежных стандартах эти параметры устанавливаются непосредственно заказчиком исходя из конкретных условий использования трансформаторов.

В последнее десятилетие в энергетике и трансформаторостроении за рубежом наметилась тенденция снижения максимальных мощностей блочных трансформаторов в трехфазном исполнении. Это обусловлено экономическими соображениями ввиду необходимости иметь на электростанции резервные трансформаторы (фазы) для обеспечения надежного электроснабжения.

Указанная тенденция получает в последние годы практическое применение в отечественной энергетике, в частности при расширении действующих ТЭЦ с установкой на них крупных ПГУ мощностью 400–800 МВт. В табл. 5.14 приведены значения мощностей и напряжений КЗ блочных трансформаторов мощностью более 400 МВА по ГОСТ 17544—85 и рекомендуемые для повышения надежности энергетических блоков.

Таблица 5.14

Увеличение напряжения КЗ помимо повышения электродинамической стойкости обмоток при КЗ приводит к улучшению технико-экономических характеристик трансформаторов — снижению массы и потерь холостого хода. Поэтому при разработке новых мощных блочных трансформаторов в последнее время по согласованию с заказчиком и проектными организациями принимаются более высокие значения Uк.

В табл. 5.15 даны рекомендуемые значения Uк для силовых трансформаторов мощностью 400 МВ-А и выше.

Расчеты показывают, что указанное увеличение Uк в блочных трансформаторах практически не влияет на пропускную способность сети, так как Uк трансформаторов примерно в 2 раза меньше Uк генераторов.

Таблица 5.15

В автотрансформаторах 220–500 кВ по ГОСТ 17544-85 в режиме ВН-СН Uк составляет 10–11,5 %. Для уменьшения токов КЗ в ряде случаев целесообразно использовать Uk более высоких значений.

Снижение уровня изоляции является важным фактором повышения технико-экономических показателей трансформаторов, позволяющим уменьшить потери холостого хода и полную массу трансформатора.

В последние годы на Московском электрозаводе разработаны серии АТ 167 МВА и 267 МВА напряжением 500/220 кВ со сниженным на одну ступень уровнем изоляции без изменения каких-либо требований к системе защиты от перенапряжений, что особенно важно для эксплуатации при замене старых конструкций трансформаторов. Параметры указанных АТ приведены в табл. 5.16.

В настоящее время ОАО ХК «Электрозавод» приступил к разработке и освоению трансформаторов нового поколения, в котором за счет применения новых материалов, конструктивных и технологических решений значительно повышается технический уровень трансформаторов: снижаются потери холостого хода, повышается надежность, решается проблема отказа от капитальных ремонтов в течение всего срока службы трансформаторов.